В зацеплении Новикова Повреждение поверхности зубьев Проверочный расчет на выносливость при изгибе Приводные ремни и область их применения Проектирование новой машины Проектный расчет валов Муфты продольно-разъемные


Курсовой проект по дисциплине "Детали машин"

Допускаемые напряжения

Допускаемые контактные напряжения

Допускаемые напряжения при расчете на контактную выносливость определяются отдельно для колеса и шестерни по формуле

, (4.12)

где   – предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемен напряжений, МПа;  – коэффициент безопасности;  – коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей зубьев (при  мкм ; при  мкм ; при  мкм );  – коэффициент, учитывающий окружную скорость;  – коэффициент, учитывающий размеры зубчатых колес;  – коэффициент долговечности, учитывающий влияние срока службы и режима нагружения передачи.

При проведении проектного расчета коэффициенты ,  и  не учитываются, поскольку неизвестны пока размеры передачи, следовательно, невозможно определить окружную скорость, назначить степень точности передачи, выбрать параметры шероховатости поверхности зубьев. Поэтому допускаемые контактные напряжения шестерни и колеса в данном случае определяются по формуле

.

При проведении проверочного расчета на контактную выносливость допускаемые контактные напряжения должны быть уточнены по формуле (4.12) введением коэффициентов ,  и .

Предел контактной выносливости поверхностей зубьев определяется в зависимости от вида термообработки (табл. 4.3).

Таблица 4.3.Пределы выносливости

Термообработка

Твердость

поверхностей

,

МПа

,

МПа

Улучшение, нормализация

1,1

1,75

Поверхностная закалка

40…56 HRC

1,2

600…700

1,75

Примечание:  и '> – средняя твердость

Для зубчатых колес с однородной структурой материала (нормализация, улучшение, объемная закалка) ; для колес с поверхностным упрочнением зубьев (поверхностная закалка ТВЧ, цементация, азотирование) .

Коэффициент, учитывающий окружную скорость, определяется в зависимости от твердости материала зубчатых колес по следующим формулам:

– при

;

– при НВ > 350

,

где   – окружная скорость на начальном диаметре, м/с.

Коэффициент, учитывающий размеры зубчатых колес, принимается равным единице для колес с диаметром  мм, при большем диаметре колеса

.

Коэффициент долговечности определяется по формуле

,

где   – базовое число циклов перемен напряжений, определяемое в зависимости от твердости материала зубчатых колес (табл. 4.4);  – эквивалентное число циклов перемен напряжений, определяемое в зависимости от срока службы и режима нагружения передачи, при  <  коэффициент долговечности принимается равным .

При постоянном режиме нагружения эквивалентное число циклов перемен напряжений определяется по формуле

,

где   – частота вращения шестерни или колеса, об/мин;  – срок службы, ч.

Таблица 4.4. Значения базового числа циклов перемен напряжений

Средняя твердость

поверхностей зубьев

200

250

300

350

400

450

500

550

600

25

32

38

43

47

52

56

60

10

16,5

25

36,4

50

68

87

114

143

Для косозубых и шевронных передач определяется среднее допускаемое напряжение по формуле

,

где ,  – допускаемые контактные напряжения, соответственно, для шестерни и колеса, определяемые по формуле (4.12);  – меньшее из значений  и .

Для конических зубчатых передач среднее допускаемое напряжение определяется по формуле

.

4.7.2. Допускаемые напряжения изгиба

Допускаемые напряжения изгиба при расчете на выносливость определяются отдельно для колеса и шестерни по формуле

, (4.13)

где  – предел выносливости зубьев по напряжениям изгиба, соответствующий базовому числу циклов перемен напряжений (см. табл. 4.3), МПа;  – коэффициент безопасности;  – коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки ( при одностороннем приложении нагрузки;  для реверсивных и планетарных передач – большие значения при твердости НВ > 350);  – коэффициент, учитывающий размеры зубчатых колес (для объемно-термообработанных сталей ; для поверхностно закаленных и азотированных сталей);  – коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности зубьев (при зубофрезеровании и шлифовании с Rz= 40 мкм , при полировании  – большие значения при улучшении и закалке ТВЧ);  – коэффициент долговечности.

Коэффициент долговечности по напряжениям изгиба определяется по формуле

,

где  – показатель степени кривой усталости; для зубчатых колес со шлифованной переходной поверхностью при твердости  , ; при НВ > 350 и нешлифованной переходной поверхностью , ;  – базовое число циклов перемен напряжений для всех сталей;  – эквивалентное число циклов перемен напряжений, определяемое аналогично числу циклов .

Коэффициент безопасности  определяется как произведение двух коэффициентов:

,

где   – коэффициент безопасности, учитывающий вероятность безотказной работы (при вероятности не разрушения 99 % );  – коэффициент, учитывающий способ получения заготовки ( – поковка, штамповка;  – прокат; – литая заготовка).


Методы повышения износостойкости деталей машин